2023 年 10 月 3 日北京時(shí)間 17 時(shí) 45 分，2023 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)的皮埃爾·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)，德國(guó)馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所的費(fèi)倫茨·克勞斯(Ferenc Krausz)和瑞典隆德大學(xué)的安妮·勒伊耶(Anne L'Huillier)，以表彰其為研究物質(zhì)中電子動(dòng)力學(xué)而產(chǎn)生阿秒激光脈沖的實(shí)驗(yàn)方法。
皮埃爾·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini），1941年出生于突尼斯，法國(guó)物理學(xué)家，1961年獲法國(guó)艾克斯-馬賽大學(xué)物理學(xué)學(xué)士學(xué)位；1968年獲法國(guó)艾克斯-馬賽大學(xué)博士學(xué)位；1969年進(jìn)入法國(guó)原子能委員會(huì)巴黎薩克雷大學(xué)分會(huì)（CEA Saclay）工作，歷任研究員、高級(jí)專家、科學(xué)顧問(wèn)；2004年任俄亥俄州立大學(xué)物理系教授；2018年任俄亥俄州立大學(xué)名譽(yù)教授；2023年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要研究領(lǐng)域?yàn)楦叽沃C波的產(chǎn)生、飛秒產(chǎn)生、激光與物質(zhì)相互作用、多光子過(guò)程等。
費(fèi)倫茨·克勞斯（Ferenc Krausz），1962年5月17日出生于匈牙利莫爾，匈牙利、奧地利雙重國(guó)籍，物理學(xué)家，奧地利科學(xué)院院士，歐洲科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院院士，匈牙利科學(xué)院院士，歐洲科學(xué)院院士，俄羅斯科學(xué)院院士，歐洲人文和自然科學(xué)院院士，德國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者，德國(guó)馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所主任、德國(guó)慕尼黑大學(xué)教授。主要研究領(lǐng)域?yàn)槌堂}沖激光技術(shù)、高場(chǎng)物理、阿秒物理等。
安妮·勒伊耶(Anne L'Huillier)，法國(guó)物理學(xué)家，瑞典隆德大學(xué)教授，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。1958 年出生于法國(guó)巴黎。1986年獲得法國(guó)巴黎皮埃爾和瑪麗居里大學(xué)博士學(xué)位。她領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)阿秒物理小組，該小組實(shí)時(shí)研究電子的運(yùn)動(dòng)，用于了解原子水平上的化學(xué)反應(yīng)。2003年，她和她的團(tuán)隊(duì)以170阿秒的最小激光脈沖打破了世界紀(jì)錄。
長(zhǎng)久以來(lái)，對(duì)快速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的觀察和研究，都是人類認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象和推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步的動(dòng)力之一。世界的物質(zhì)大都是由分子和原子組成，它們都在不停地飛速運(yùn)動(dòng)著，這是微觀物質(zhì)的一個(gè)非常重要的基本屬性。要觀察特征時(shí)間更短的分子尺度的微觀運(yùn)動(dòng)過(guò)程，比如觀測(cè)分子的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)過(guò)程、電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的弛豫過(guò)程則需要皮秒到飛秒量級(jí)（1飛秒=10-15 s）的時(shí)間分辨率。微波電子學(xué)和超快光子學(xué)是超快科學(xué)的核心手段，飛秒激光的出現(xiàn)使人類第一次在原子和分子層面上觀察到超快運(yùn)動(dòng)過(guò)程。然而，為了更加深入地觀察電子的運(yùn)動(dòng)以及對(duì)其進(jìn)行控制。而電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)周期已經(jīng)達(dá)到了阿秒量級(jí)（1 阿秒=10-18 s），飛秒激光所能夠達(dá)到的時(shí)間分辨尺度以及對(duì)應(yīng)的空間分辨尺度 (100nm) 顯然是不能滿足條件的，所以要觀察電子甚至原子核內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程, 需要時(shí)間分辨率進(jìn)一步達(dá)到阿秒甚至仄秒（1 仄秒=10-21 s），這同樣只能通過(guò)阿秒激光來(lái)實(shí)現(xiàn)。阿秒科學(xué)最早研究的內(nèi)容之一是電子的量子躍遷行為。研究方法有阿秒瞬態(tài)吸收光譜(ATAS)。2013年, Krausz研究組采用飛秒泵浦-阿秒探測(cè)這一實(shí)驗(yàn)手段獲得了熔融石英的ATAS, 明確了阿秒脈沖調(diào)控電介質(zhì)的可行性。2014年, 加州大學(xué)伯克利分校的Leone研究組及合作者們利用極紫外光ATAS探測(cè)了半導(dǎo)體材料硅(Si)中電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶的實(shí)時(shí)行為。
還有阿秒時(shí)間分辨-角分辨光電子能譜。2016-2017年, 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所和科羅拉多大學(xué)的Murnane研究組利用這個(gè)方法進(jìn)行了一系列研究，表明了材料中光電子行為弛豫時(shí)間與能帶結(jié)構(gòu)存在密切的關(guān)聯(lián)。
2013年,中國(guó)科學(xué)院物理研究所魏志義課題組實(shí)現(xiàn)了160 as孤立阿秒脈沖測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這是我國(guó)在阿秒科學(xué)領(lǐng)域的重大突破。隨后，華中科技大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的研究團(tuán)隊(duì)也先后實(shí)現(xiàn)了阿秒激光脈沖的產(chǎn)生和測(cè)量。這些重要進(jìn)展為人們利用阿秒激光開(kāi)展原子內(nèi)部電子動(dòng)力學(xué)的研究, 揭示發(fā)生在微觀世界瞬態(tài)過(guò)程中的科學(xué)問(wèn)題提供了前所未有的機(jī)遇。
光的產(chǎn)生、化學(xué)鍵的形成和斷裂都來(lái)自于原子尺度的電子運(yùn)動(dòng)。化學(xué)鍵可以改變生物分子的結(jié)構(gòu)及其在生命系統(tǒng)中的功能，也負(fù)責(zé)盡可能快地傳遞信息。所以了解電子的微觀運(yùn)動(dòng)也可以幫助人類最基本的層面上了解疾病的起源，或?qū)⑿畔⑻幚硗七M(jìn)到最終的速度極限。
阿秒科學(xué)的另一個(gè)前沿是將現(xiàn)代電子學(xué)的表面控制方法與強(qiáng)光相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)阿秒脈沖聚焦，其中焦點(diǎn)可以再縮小到100納米尺度上，甚至可以達(dá)到10納米。所以未來(lái)光與物質(zhì)的相互作用甚至可以在納米尺度上進(jìn)行控制。
阿秒激光的發(fā)展，可以說(shuō)集成了激光科學(xué)最激動(dòng)人心的故事，由于其潛在的重要應(yīng)用，早在2006年，就在G.Mourou等人的建議下，歐盟確定了在匈牙利建設(shè)以阿秒激光為主體的大科學(xué)設(shè)施計(jì)劃ELI-ALPS，目前已初步建成并開(kāi)放使用。實(shí)際上阿秒激光不斷創(chuàng)造最短脈沖世界紀(jì)錄的演化發(fā)展，是建立在克爾透鏡鎖模（KLM）、啁啾脈沖放大（CPA）、參量啁啾脈沖放大（OPCPA）、載波包絡(luò)相位（CEP）鎖定及HHG等技術(shù)之上的。盡管由于篇幅所限，有些重要的技術(shù)原理和精彩故事未能一一提及，但毫不影響這些技術(shù)的的重要程度，在目前廣泛使用的超快激光產(chǎn)品中，人們會(huì)注意到這些技術(shù)的核心作用。那么高次諧波與阿秒脈沖作為孿生的兄弟，毫無(wú)疑問(wèn)值得諾貝爾獎(jiǎng)。
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